Paratoner (Yıldırımsavar) Nedir? Görevleri Nelerdir?
Yıldırımsavar olarak da isimlendirilen Paratonerler yıldırım düşme ihtimali olan bölgelerde can kaybına sebep olacak yerlere konularak düşen yıldırımları etkisiz hale getirmek için yapılmış aletlerdir. Yani havada bulunan elektrik yükünü (yıldırım gibi) toprağa aktarır. Paratonerler gökyüzüne yakın mesafelere konulur. Paratonerlerin yapısı oldukça basittir.
Toprağa bağlanmış demir çubuk olarak tanımlayabiliriz. Çünkü paratoner yada yıldırımsavarların görevi oluşan yıldırımları toprağa aktarmak. Örneğin Fransa’daki Eyfel Kulesi aynı zamanda bir paratoner görevi görmektedir.
Paratonerin (Yıldırımsavar) Tarihi
Elektrik yüklerinin artı ve eksi olarak belirlenip adlandırılmasını sağlayan Benjamin Franklin (1706 – 1790)’dir. Franklin, yaptığı çeşitli deneylerin sonucunda elektriğin belirli ortamlarda fazla veya eksik ölçülerde bulunabilen bir sıvı olduğu görüşüne vardı. Her ikisinde de elektrik eksikliği ya da fazlalığı bulunan cisimlerin birbirini ittiğini, birinde eksiklik diğerinde fazlalık olan cisimlerin ise birbirlerini çektiğini ileri sürdü. Fazlalığı artı elektrik, eksikliği ise eksi elektrik olarak adlandırıldı.
Leiden şişesiyle ilgili deneyleri de sürdüren Franklin, Leiden şişesinden boşalan elektriğin oluşturduğu çatırtılar ve kıvılcımlar ile fırtınalı havalardaki gök gürültüsü ve şimşek arasında bir ilişki olması gerektiğini düşündü ve 1752’de, fırtınalı bir havada uçurduğu bir uçurtma ile bir Leiden şişesini yüklemeyi başardı. Franklin’in bu deneyden pratik yararlar elde etme yönündeki girişimleri paratonerin bulunmasına giden yolu açtı. Bu nedenle, yıldırıma karşı bir korunma aracı olarak kullanılan ve toprağa bağlı bir metal çubuktan ibaret olan paratonerin gerçek mucidi Franklin’dir. 1782 yılında ABD’nin Philadelphia kentinde paratoner kullanan konut sayısı 400’ü geçiyordu.
Paratoner Nasıl Yapılır?
Paratöner, iletken tel, sivri uçlu metal bir çubuk ve metal levhadan meydana gelir. İletken levha toprağa gömülür. Sivri uçlu metal çubuk binanın üzerine takılır. Metal çubuk ise iletken tel ile metal levhaya gergi teli ile bağlanır. Yükler sivri uçlarda toplandığı için, bulutla yer arasındaki yük akışı paratoner (yıldırımsavar) ile bulut arasındadır. Bu yüzden yıldırımdan korunma için yüksek binaların üzerinde paratoner bulunur.
Paratoner Ne İşe Yarar?
Yıldırımın meydana gelmesini hızlandıran etkenlerden bazıları; kuleler, yüksek yapıdaki binalar, minareler, anten direkleri, trafo tesisleri, bayrak direkleri, sivri uçlar, vericiler v.b gibi sayılmaktadır. Bunların yanında stadyumlar, köprüler, cami ve minareler, fabrikalar, depolar, petrol ofisleri, hastaneler, askeri tesisler, hava alanları, hapishaneler ve bütün binalarda topraklama ve paratoner tesisi yapılması kesinlikle mecburi kılınmıştır. Paratonerler bütün bu binaların yıldırımdan korunmasını sağlar.
Paratoner Nasıl Çalışır?
Aktif paratoner ile franklin çubuğu çalışma prensibi aynıdır. Aktif paratoner, yakalama çubuğu ve diğer bütün paratonerlerin amacı, yıldırım boşalmasında tüm akımları bir noktada toplamak ve bu akımları topraklama sistemiyle doğrudan toprağa iletmektir. Yıldırımdan korunma yollarından biri olan paratonerler kapasiteleri ve çeşitleri bakımından son teknoloji ile paratoner firmaları tarafından imal edilmektedir.
Paratoner Çeşitleri
Binaları yıldırımdan korunması üç şekilde mümkündür. Paratoner çeşitleri ve kapasiteleri bakımından paratoner firmaları tarafından son teknoloji ile imal edilmektedir.
Faraday Kafesi
Franklin 1760 yılında ilk paratoneri kurdu. Kurulan bu paratoner basit sivri uçlu bir demir çubuktan oluşmuştu. Demir çubuğun ucu toprağa bağlanmıştı. İlerleyen zamanlarda bu demir çubuk yerine platin kullanılmıştır. Yıldırımdan korunma için gereken yerler 1884’te Belçikalı fizikçi Melsens tarafından Faraday kafesine alınmıştır.
Korunacak binanın yüzey kısmında metalik şeritler vardır. Paratöner topraklaması yapılırken binanın en yüksek yerinden başlayarak toprağa kadar devam edilir. Sürekli ve kesiksiz iletkenlerle düşey ve yatay olarak sarılır. Bu şeritler birbirleri arasında bağlanmıştır. Bunların üst taraflarında birer tane sivri uç vardır, bu uçlarda topraklanmıştır. Dışarıdaki statik elektrik boşalmalarında (yıldırım gibi) ağ biçiminde yapılmış ve topraklanmış kafes yıldırımdan korunma sağlar. Yine dışarıdan gelecek elektromanyetik alanlarıda içeriden, dışarıya geçirmeme özelliğine sahiptir. Bu koruma sisteminin güvenliği, metalik şeritlerden (hatlardan) oluşan kafesin ağları arasındaki gözlerin küçük olması elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezlik oranına karşı büyür. Gözlerin küçük olması koruma güvenliğini arttırır. Ama Faraday kafesi ile yıldırımdan korunma sağlamak pahalı bir güvenlik sistemidir.
Franklin Çubuğu
Korunması istenen yerin üst noktasına sivri bir çubuk yerleştirilerek, gerçekleşen koruma şeklidir. Topraklama tesisatına yerleştirilen çubuk, indirme iletkeni ile beraber bağlanır. Bina ve geniş alanları bu sistemle istenilen şekilde korumak mümkün olmayabilir. Küçük boyutlu alanlarda bacalar, deniz feneri gibi bu sistem kullanılır. Bu sistem franklin çubuğu yada yakalama ucu metodu olarak bilinir. Franklin çubuğu iniş iletkeni, metal uç ve topraklama kısımlarından meydana gelen yıldırımdan korunma yollarındandır.
Aktif Paratoner
Yasaklanan radyoaktif paratonerlerin yerini aktif paratonerler aldı. Aktif paratoner çeşitleri iki tanedir.
A – Franklin France Paratoner
Franklin France aktif paratonerin üstün oluşu, özellikleri yönündendir. Doğada var olan doğal madenlerden piezoelektrik kristali ile üretilmektedir. Piezoelktrik kristalleri yıldırım boşalmalarından etkilenmedikleri gibi bakımda istemezler. Yıldırımın pozitif ve negatif boşalmasına karşı korunurlar. Testleri montajlı yada montajsız yapılır. Özelliği bakımından yağmur ve elektrik boşalmalarından etkilenmez ve böylelikle bozulmazlar. Tasarımları Atom Enerjisi Kurumu tarafından yapılmıştır. Bu kurumdan da patenti vardır. 25 yıllık çalışma ve paslanmama teminatı vardır.
B – Elektrostatik Aktif Paratoner
Bu paratonerlerin türleri ve şekilleri değişiktir. Ülkelerinin ISO standartlarına göre 25 yıl teminatları vardır. Etkili bir koruma alanı meydana getirerek yıldırımdan korunmayı sağlarlar. Değişik yapılış teknikleri olan aktif paratonerlerin, etkili bir koruma alanları vardır.
Paratoner Malzemeleri
- Yakalama çubuğu
- İniş iletkenleri
- Bağlantı parçaları
- Direk
- Topraklama
Bu elemanlar paratoner tesisatı yapımında kullanılmaktadır. Paratoner sistemi topraklama tesisatı, yakalama ucu ve iniş iletkenin yardımları ile çalışır duruma gelirler.
Yakalama çubuğu
Uçları sivrileştirilmiş olan çubuklar 16 mm² boyu 50 cm olan kesitli paslanmaz çeliktir. Sistemin üst yerlerinde yer alırlar. 15 cm aralıklarla yerleştirilen yakalama çubukları çatıda köşelerden başlayarak yapılır.
İniş iletkenleri
Kullanılan bakır iniş iletkenleri 2. 30 ya da 2 . 50 mm kesitlidir. Uygun aralarla kroşeler kullanarak iniş iletkenlerinin monte yüzeyine bağlanır.
Bağlantı parçaları
Paratoner sistemi bağlantılarında ve montaj yapılırken kroşeler, bağlantı parçaları ve bağlantı klemensleri kullanılmaktadır.
Direk
Galvanizli boru 6 metre boyundadır. Çatıya veya duvara altlık olarak kullanılan bu direk kelepçeler, gergi telleriyle bağlantıları sağlanır.
Paratoner Sisteminin Montajı
- Paratoner sistemi ile yıldırımdan korunma için korunacak binaların en üst noktasından 1,5 m daha üste, aktif paratonerlerin montesi yapılmalıdır.
- Bakır iletkenler %99,5 saflıkta elektrolitik bakır olmalıdır.
- Kurulaması istenen tesisin ölçülen topraklama direnci 5 Ohm ise sorun yoktur. 5 Ohm den çok ise ek bakır çubuk kullanılarak düşürülmesi sağlanmalıdır.
- Bütün bağlantı noktaları toprağın altında ziftlenmelidir.
- Çatılarda paratoner montajı yapılırken TV antenleri – Telsiz varsa paratoner tesisatına mutlaka bağlanması gerekir. (TS 622).
- Telefon, yangın ihbar ve kumanda tesisatı gibi kablolarının geçtiği yerlerde topraklamalar kabloların 5 m uzağında olmalıdır.
- Aktif paratonerin toprağın altında olan bütün bağlantı noktaları ziftlenmelidir.
Can ve mal güvenliğiniz için topraklama ölçümü ve paratoner bakımı, paratoner yönetmeliği doğrultusunda mutlaka yapılmalıdır.